生態(tài)系統(tǒng)在一定時間內(nèi),單位面積或體積上生產(chǎn)的有機物的總量?捎脭(shù)量、重量或能量表示。以能值表示的生產(chǎn)力具最好的可比性。又可分為初級生產(chǎn)力(或稱第一性生產(chǎn)力)和次級生產(chǎn)力(第二性生產(chǎn)力)。研究各類生態(tài)系統(tǒng)生物生產(chǎn)力及其決定因素,有重大實踐意義,是國際生物學(xué)研究計劃(IBP)的主要研究內(nèi)容。
生態(tài)系統(tǒng)中的綠色植物通過光合作用固定太陽能和生產(chǎn)有機物的過程稱初級生產(chǎn),初級生產(chǎn)積累能量的速率就是初級生產(chǎn)力,通常以干物質(zhì)重量或其所含的熱能值表示。分為總初級生產(chǎn)力和凈初級生產(chǎn)力,前者指單位時間內(nèi)(如一天、一年等)生產(chǎn)者在單位面積上所固定的全部太陽能,后者是總初級生產(chǎn)力減去生產(chǎn)者自養(yǎng)呼吸的消耗后剩余的數(shù)值,用公式表示如下:
凈初級生產(chǎn)力=總初級生產(chǎn)力-自養(yǎng)呼吸消耗
凈初級生產(chǎn)力是生產(chǎn)者能用于生長、發(fā)育和繁殖的能量值,也是生態(tài)系統(tǒng)中其他生物成員生存和繁衍的物質(zhì)基礎(chǔ)。地球上的生態(tài)系統(tǒng)種類繁多,其凈初級生產(chǎn)力有很大差異。陸地上,由熱帶雨林向亞熱帶常綠林、溫帶落葉林、北方針葉林、熱帶稀樹草原、溫帶草原、苔原到荒漠,其凈初級生產(chǎn)力依次下降。海洋中凈初級生產(chǎn)力最高的地方有珊瑚礁、海藻床和上涌流區(qū)域,其次是大陸架;大洋的生產(chǎn)力相當(dāng)?shù)停喈?dāng)于陸地的荒漠。
生態(tài)系統(tǒng)中消費者動物的有機物積累過程稱為次級生產(chǎn),其積累有機物的速率為次級生產(chǎn)力。與綠色植物用簡單無機物生產(chǎn)有機物不同,動物攝食的是現(xiàn)成的有機物,通過消化、吸收,然后合成自身需要的有機物,所以次級生產(chǎn)是有機的物再生產(chǎn)過程。估計次級生產(chǎn)力的基本原理有:
攝食含能量=吸收能量 糞便含能量
吸收能量=可代謝能量 排泄含能量
可代謝能量=生產(chǎn)能量 代謝消耗能量
生產(chǎn)能量=生長能量 繁殖能量
式中的生產(chǎn)能量就是次級生產(chǎn)力,它可用于動物的生長、發(fā)育和繁殖后代。